1、硅无机非金属材 (2)

1、1,无机非金属材料的主角_硅,一.硅的概况 1.在地壳中含量第二 : 氧 硅 铝 铁 2.存在：没有游离态，只有化合态（主要以氧化物和硅酸盐的形式存在） 3.分布：自然界中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本元素。（如图）,3,4 、硅的原子结构,硅和碳一样,其原子既不易失去又不易得到电子,主要形成四价的化合物.,碳是构成有机物的主要元素,硅是构成岩石和许多矿物的主要元素,1.物理性质：,硅有晶体硅和无定形硅两种。 晶体硅是灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，熔沸点较高。 导电性介于导体和绝缘体之间是良好的半导体材料。,三、硅单质,2.化学性质,常温下， 不活泼，只与氟气、氢氟酸、强碱作用,Si+2

2、F2=SiF4,Si+4HF=SiF4+2H2,加热下，硅可与许多非金属反应,硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。 半导体晶体管及芯片的出现,促进了信息技术革命,硅的用途,9,10,硅单质,二、二氧化硅和硅酸,硅是一种亲氧元素,在自然界中它总是与氧相互化合的(与碳不同),存在形式：,氧化物 硅酸盐,1.二氧化硅(SiO2),石英晶体是结晶的SiO2，无色透明的叫做水晶，具有彩色环带状或层状的叫玛瑙,13,玛 瑙,水晶,SiO4四面体结构,网状结构决定了SiO2具有优良的物理和化学性质,2.SiO2的结构,用途：制光导纤维、

3、电子工业重要部件、光学仪器、耐高温化学仪器、利用石英晶体制造石英电子表、石英钟等。,16,物理性质:_,化学稳定性:_,硬度大、熔点高、难溶于水 纯净的SiO2晶体无色透明,很稳定,根据SiO2的存在和应用，请你分析以下问题： SiO2具有哪些物理性质？化学稳定性如何？你的根据是什么？ SiO2这些性质是由什么决定的？,3.二氧化硅的化学性质,与碱性氧化物反应,(1)酸性氧化物：,与强碱反应： SiO2 + 2NaOH= Na2SiO3+H2O,想一想CO2的性质,SiO2 2OHSiO32H2O,(除氢氟酸外不与其它任何酸作用）,与氢氟酸（ HF ）作用： SiO2 + 4HF= SiF4

4、+2H2O,高温时：,想一想：为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？,因为碱液会跟玻璃塞中的SiO2反应，生成的硅酸盐会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。,二氧化硅与二氧化碳的比较,均属于酸性氧化物,CO2 CaOCaCO3,CO2 2NaOH Na2CO3+H2O,SiO2 2NaOH Na2SiO3+H2O,CO2 H2OH2CO3,不反应,SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O,不反应,2.硅酸（H2SiO3）,很弱的酸（酸性比碳酸还弱） 溶解度很小,如何制得硅酸？能用SiO2与水反应制得吗？为什么？,由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的。

5、,实验4-1,溶液呈红色,加入盐酸溶液红色变浅并接近消失时,有透明的硅酸凝胶产生.,硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的。,H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3+2H2O,Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3,（1）硅酸酸性比碳酸还弱，往可可溶性 硅酸盐溶液中通入二氧化碳气体可 制备硅酸,（2）与碱的反应,（3）热稳定性,用途：硅酸凝胶经脱水后得到多孔的硅胶，可以作催化剂和干燥剂,1.光纤通讯是光作为信息的载体,让光在无光导纤维中传输,制造光导纤维的基本原料是( ) A 铜 B 钢 C 石英 D 铝,C,2.除去二氧化硅固体中混有的CaCO3固体,方法正确

6、的是( ) A 加水,过滤 B 加热 C 加盐酸,过滤 D 加NaOH溶液,过滤,C,3.CO2通入下列各溶液中,不可能产生沉淀的是 ( ) A 石灰水 B 饱和碳酸钠溶液 C 硅酸钠溶液 D 氯化钙溶液 4.下列物质中主要成分不是SiO2 的是( ) A水晶 B玛瑙 C硅石 D硅胶 5.下列物质中,能够与NaOH溶液反应的是(） A 碳酸钠B硅酸钠C二氧化硅D氢氧化铝,D,CD,D,6.将过量的CO2分别通入(1)CaCl2溶液(2)Na2SiO3溶液(3)Ca(ClO)2溶液(4)饱和Na2CO3溶液.最终溶液中有白色沉淀的是( ) A (1)(2)(3)(4) B(2)(4) C(1)

7、(2)(3) D(2)(3),B,练习:,1.下列说法正确的是( ) A.二氧化硅溶于水显酸性 B.二氧化碳通入水玻璃(Na2SiO3的水溶液)可以得到原硅酸. C.因为高温时,二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸强. D.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸,B,3、硅酸盐,硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。,结构复杂：通常用金属氧化物和二氧化硅的形式表示其组成 大多数不溶于水（钾与钠盐易溶），化学性质很稳定,硅酸钠（Na2SiO3),其水溶液俗称水玻璃,实验4-2,当水分蒸发后燃烧,当水分蒸发后不易燃烧,用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火,制备木材防火剂等的原料,常见硅酸盐材料： 陶瓷：以粘土为原料，经心曲温烧结 而成。,水泥：以黏土和石灰石为主要原料，经 研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧 再加入石膏，研成细粉就得到普通 水泥 。,玻璃：以纯碱、石灰石和石英为原料，经 混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得的,陶瓷：日用器皿、建筑饰材、卫生洁具,玻璃,水泥,具有特殊功能的含硅物质,碳化硅（金刚砂）,硅钢 导磁性良好，用作变压器铁芯,硅橡胶,分子筛,具有均匀微孔结构的 铝硅酸盐,生物陶瓷